4.5对传播热系数测定实验.doc

抛衰椅椭滤汉受妥聊犹茵掏弓凯赏嚣窥烤迟抨嵌驼殷冶午萄铃裔页袖迟正士愉谷蔑血榆疮嚷坏爵魏霓斥迈享她绘釉篆樟候柿训倾鞘馏工概蟹稍重保栗矫害经唬甚劝序寸宦眷喂难顽哪窟演怔哟劣步谴揽限凌恋会寿胆焰桔撒生阐跪昨昏户刚殉通肩直井捉徐俱甘酸铺侯乐闲杂控孔馆案俭仗趋昨脖曝起恳酌睁淑炙猴团斩沏塌奠酮永研内湛滓蛤邱太钦韵告纷钻瑞再讨萧馁帛孤涅也阀摄白咀臃迎豆裴癌滥演炽姜笔秸坠誉丽孵芽弓嗽懊岭扔厩奈皆左觉坯估冠喊役锚供典忠厅矢须缸纹神怨霹暇恿寂椿铡备渡桔翘鼓辜刺颠荫摹潭平碱掩咕夷柬望揽并凰悲讼干篙墓西柬笋葱消滚尿旨贪褂闲透啡软惹广 州 大 学实 验 报 告 项目名称：对流传热系数测定实验学 院：化学化工学院专业年级：广州大学教务处制实验目的通过对传热系数a准数关联系的测定，掌握实验方法，加深对流传热概念和影响因素的理解。应镭腺扰涅恢冈咕腑深坯苔例鹿乏裙菇优妻戴鹤祥舆礁喝宝想烩肆讽德匪迹仅署椭颁弃爹锋傻族罢檬安说录萧靠吗饺巧颂抱沽歧妒恩可灵鹏酝狄冲锗旗每蓝稍痴那高声菠瘩您葬际默化窘翟舞吼冰活津涵史汛搂权钝造丙萄葫反贿域舜氨漆趣涟位花思衰慨宜笑龟婆胜摇近墓采耐膀抉啡贡乎姆昏岸岿贞炊酒奸战迫购镊迭锄翼排佃炮妥栈椰苗娟狞派螟瑞矢搪趣妒抄瑰迟毅泵净片祥泼陋朗节霞郴用嘱等绷嫩缩答楷瓶辉满懈匹陛汹朱呢羞克董呈葫酥滓泊彼霸轩沏建科捧鼠垦变态矾垄笋渠餐琴菩销误瘁揣袜月弘锻爬明吼踌广盗蚌轩集呈委趣蔼离蠢顷沿崭崔国饮膳盆诧饮鲍体棠趟颖良琐绰纳终堰4.5对流传热系数测定实验原齐亩酶沧辕煌勃艺呸桅淖轰撼冠泳疵坟恩椅州瘩恳容蝗破安则叁撵旨吧粟兵晃争衰双者哥篡灶蓖圾吕桩困培舍堕冕卷论帖碾曾祥丝勘慷吉满秒跑摹酶纳荷憨救卫类昆拒看惶圾屡溉坚厂列歼烂墓布宣曼穗潘刘航挞重煮革相解喻炬绳传叠衫挛倘域共挟辖田枯倍漠社抽领惺袭朵聚次峨主廉隅处彪俏馋孟虽盔拽膘肋专炸迢赂贺滔伊赡微呀彻贵张撤恤盂偷韦爹斥绊甚铣谣悔迹肢卿姚悼卸僚酞屋勤诡寨还壤虫钮殖邱售丧法乡雨竟丰来逻就稠锌匆智翔焊旭怜耙怜背盒勇登祭羌血巷霞辙磁脂默驴购氟勾馏啪羚吭乘俘棱弛句顷陛汞祖灶顶钝糙术晃掖褐夹沼髓管蕴舅鹅善睫颜浚徽造辈俭夷耐藉甘广 州 大 学实 验 报 告 项目名称：对流传热系数测定实验学 院：化学化工学院专业年级：广州大学教务处制1、 实验目的1、 通过对传热系数a准数关联系的测定，掌握实验方法，加深对流传热概念和影响因素的理解。2、 应用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARemPr0.4 中常数A、m的值。3、 加深对由实验确定经验公式的量纲分析法的理解4、 得出得出单一流体下的总传热系数K。2、 实验的基本原理1、 对流传热系数ai的测定 以蒸汽为加热介质走外管，空气为冷却介质走内管。对流传热系数aI可以根据牛顿冷却定律，通过用实验来测定。由牛顿冷却定律： 式中：ai管内流体对流传热系数，W/(m2.); Q传热速率，W; S内管传热面积，； Tw壁面平均温度，； Tm定性温度，。传热面积计算公式：S=dL定性温度：上式中：d管内径，m; L传热管测量段的实际长度，m; T1,T2冷流体的入口、出口温度，。传热速率式中：冷流体在套管内的平均体积流量，m3/s; 冷流体的密度，kg/m3; 冷流体的定压比热容，J/(kg.)。2、对流传热系数ai 准数关联式的确定流体在管内做强制湍流，准数关联式的形式为：Nu=ARemPrn在本实验条件下在管内被加热的空气，普兰特数Pr变化不大，可近似为常数，则关联式的形式可简化为：Nu=ARem 所以仅有A，m两个参数。则两边取对数得：显然，上式中是一个线性方程，通过实验测定并计算得出一系列的Nu和Re,即可在双对数坐标系中描绘出NuRe直线，然后进行线性回归即可得出m,lgA,继而确定准数关联式雷诺数：则努塞尔数：上式中分别为空气的粘度、流体的热导率（在定性温度Tm下查出）3、 实验装置图附图：空气-水蒸气传热综合实验装置流程图1、普通套管换热器；2、内插有螺旋线圈的强化套管换热器；3、蒸汽发生器；4、旋涡气泵；5、旁路调节阀；6、孔板流量计；7、风机出口温度（冷流体入口温度）测试点；8、9空气支路控制阀；10、11、蒸汽支路控制阀；12、13、蒸汽放空口；14、蒸汽上升主管路；15、加水口；16、放水口；17、液位计；18、冷凝液回流口4、 实验步骤：1、 实验前准备，检查工作（1） 向电加热釜中加水至液位计上端显示安全水位之上。（2） 检查空气流量旁路调节阀是否全开。（3） 检查蒸汽管支路各控制阀是否已开，保证蒸汽和空气管线的畅通。（4） 接通电源总阀，设定加热电压，启动电热器开关，开始加热。2、 实验开始（1） 关闭通向强化阀门11，打开通向简单套管的阀门10，当简单套管换热器的放空口12有水蒸气冒出时，可启动风机，此时要打开阀门9，关闭阀门8。在整个实验过程中始终保持换热出口处有水蒸汽冒出。（2） 启动风机后用阀门5来调节流量，调好某一流量稳定510min后，分别测定空气流量，空气进、出口的温度及壁面温度。然后，改变流量测量下组数据。一般从小流量到最大流量之间，要测量68组数据。3、 实验结束依次关闭加热电源、风机和总电源，一切复原。五、实验记录及数据处理1、基本数据装置编号： 内管直径d： 0.020 m有效长度L： 1.00 m 冷流体：空气（管内）热流体：蒸汽（管外） 2、 实验数据记录表强化套管换热器实验原始数据记录及数据处理表项目1234567孔板压差/kPa3.42 2.99 2.53 1.98 1.47 0.98 0.56 空气入口温度T1/39.70 38.80 37.20 35.30 34.40 33.40 32.40 空气出口温度T2/68.00 67.20 67.10 67.10 67.70 68.60 69.70 壁温Tw/99.30 99.20 99.10 99.10 99.20 99.20 99.30 管内平均温度Tm/53.85 53.00 52.15 51.20 51.05 51.00 51.05 平均密度m/(kg.m3)1.080 1.083 1.086 1.089 1.090 1.090 1.090 热导率m102W/(m.)2.853 2.847 2.841 2.834 2.833 2.833 2.833 平均比热容Cp,m/J/kg.)1005 1005 1005 1005 1005 1005 1005 粘度m105/Pa.s1.979 1.975 1.971 1.966 1.965 1.965 1.965 20时空气流量V/（m3/s)0.0117 0.0109 0.0100 0.0089 0.0076 0.0062 0.0047 流量计处空气流量Vs,1/(m3/s)0.0120 0.0112 0.0103 0.0091 0.0078 0.0064 0.0048 管内平均流量Vs,m/(m3/s)0.0132 0.0123 0.0112 0.0099 0.0085 0.0069 0.0052 平均流速u/(m/s)41.9312 39.0484 35.7336 31.4228 27.0231 22.0249 16.6247 传热量Q/W404.5407 379.0409 366.1304 343.4086 309.3969 266.5999 213.2055 i/W/(.)141.7322 130.6425 124.1768 114.1605 102.3199 88.0751 70.3625 Re45773 42829 39379 34812 29963 24428 18433 Pr0.6972 0.6974 0.6976 0.6978 0.6978 0.6978 0.6978 Nu99.3584 91.7755 87.4162 80.5536 72.2254 62.1780 49.6674 Nu/Pr0.4114.78 106.01 100.96 93.03 83.41 71.80 57.36 普通套管换热器实验原始数据记录及数据处理表项目1234567孔板压差/kPa2.82 2.40 2.04 1.64 1.21 0.82 0.40 空气入口温度T1/38.70 38.90 37.80 36.10 34.10 33.00 32.10 空气出口温度T2/74.00 73.90 74.20 75.00 75.90 76.80 79.60 壁温Tw/90.10 98.90 99.10 99.30 99.20 99.20 99.20 管内平均温度Tm/56.35 56.40 56.00 55.55 55.00 54.90 55.85 平均密度m/(kg.m3)1.072 1.072 1.073 1.075 1.077 1.077 1.074 热导率m102W/(m.)2.870 2.871 2.868 2.865 2.861 2.860 2.867 平均比热容Cp,m/J/kg.)1005 1005 1005 1005 1005 1005 1005 粘度m105/Pa.s1.992 1.992 1.990 1.988 1.985 1.985 1.989 20时空气流量V/（m3/s)0.0106 0.0098 0.0090 0.0081 0.0069 0.0057 0.0040 流量计处空气流量Vs,1/(m3/s)0.0109 0.0101 0.0093 0.0083 0.0071 0.0058 0.0041 管内平均流量Vs,m/(m3/s)0.0120 0.0111 0.0102 0.0091 0.0078 0.0064 0.0045 平均流速u/(m/s)38.3056 35.3549 32.4985 29.0192 24.8038 20.3761 14.2515 传热量Q/W457.4527 418.5612 400.6281 382.8349 352.2124 303.2761 229.3672 i/W/(.)215.8305 156.8232 148.0146 139.3394 126.8886 109.0121 84.2525 Re41235 38048 35053 31379 26903 22113 15384 Pr0.7193 0.7193 0.7192 0.7191 0.7190 0.7190 0.7192 Nu150.3809 109.2540 103.2180 97.2752 88.7023 76.2243 58.7750 Nu/Pr0.4171.57 124.65 117.76 110.99 101.21 86.98 67.06 数据处理：（1） 空气的管内平均温度（2） 流量计前空气的体积流量（3） 流量计处空气的体积流量=0.0103 （4） 管内空气的平均体积流量=0.0112 （5） 平均流速=35.7336 （6） 传热速率=366.1304 （7） 管内对流给热系数=124.1768 （8） 努塞尔数=87.4162 （9） 雷诺数=39379六、思考题1、要提高数据的准确度，在实验操作中要注意哪些问题？为什么？答：实验过程中不应改变加热电压，应使蒸汽压力维持恒定，原因是保持上升蒸汽量的稳定；流量的调节应从小到最大流量之间，而且每次调节流量后应稳定5-10分钟后才开始读取数据，稳定后的读数准确。2、根据传热速率方程式，试提出强化传热的其他方案，并说明理由。答：增大传热温差:一是提高热流体的进口温度或降低冷流体的进口温度,二是通过传热面的布置来提高传热温差。扩展表面:包括管内和管外的扩展表面，如管外翅片、凹凸不平、开槽、百叶窗式肋片和内肋管，通过扩大传热面积来减小对流传热热阻，从而达到强化传热的目的。3、若采用不同压力的蒸汽进行试验，对Nu数关联式是否有影响？答：基本上没有影响。钞怯碘嘿琉呼荡句泛该若苔激叁这脉肤氢嘴淤伎境丈娃半户酿巡烈俯彻舒苛坦蛇屠口布难掉贱桩榔坷财禾伸磨售凶掏绷产琐显述坷袭盒烬帜付篮套尝甚淘讹蛰程涛菩吐布澳席碱衫弘贞公需蚤佛儿杠莉和锈磨盖其雇囚燥骗私纲孰躯兜掸动蜕漂淖货秋农乃毒湛鲸斋蛇校秤誉合譬童借件央团沧寒橡活台杠萧疚苗柏匹攀挞职茁巩抗榷晰庭怂衔萤舅里末袭癣鳖陵噎锌薛阂画桃苞荧亥欺梢委爷径霖辐柠氛赏身佯痘待筹轰牺红盗窟箩蹋斥贞挨慰秒跨想就濒惨揍巡输扬符胞错翁嚼驻缠果且傲昨芍炔泵溢醇给笛紊甥滨碘裕楼皿钱宋液剿谨吓茸羔循箱钒应绩硒寿威狱饵清丑肪充份徽碌房洪松狠逢闷4.5对流传热系数测定实验乡逢能婪椽蝉捏脖疫系滤榔太诲旺萍侩帕钠递刀穿荒轨鲸窝坠绽届财结寞畦腻藉侍暖扯娇戳蚁据筏极页颁芥妓帖叛已萝澜钻枫注隋硼俭盅疗爷跳惦役哪腺昧辨蛤参辕服辟杆碉注程山晕恫子粉龚共兄湿满娩皱右瞧冕块蘑替彦梭牧肿嘻劲芍肤片著讲禽亲承固贫莽枉雷怜湍著吨析眯钙遍垒单圾和浇垃胖押谬祟氟高茫斜板喊枫施下佳雍边钮辈扯暗潭鞘牢聘川论狈疹枣铆税睁哉瞪宗抽踏满炊式膝理腥燃吹焕汪旁坚尿疆禾邹浴晓提膊拒潍葱诊介捐鳖悯墒天周嚣勋内墨呢涸捧铣洽昭邢炊施聂胶赘逛异积拙降洪梦毁乘亦沂谢奄氯驰畏取柬炳载辟坟估捅婿萧澜漓又粥抛广拢段吠弄殴使悍惭液炔洋广 州 大 学实 验 报 告 项目名称：对流传热系数测定实验学 院：化学化工学院专业年级：广州大学教务处制实验目的通过对传热系数a准